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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbau eines Ad-Hoc-Netzwerkes zwischen
mehreren Teilnehmern mit den Schritten: Bereitstellen einer kontaktlosen
Schnittstelle für
die Teilnehmer und Aufbau einer Netzwerkzelle mit einem Zellennamen,
in der ein den Aufbau anstoßender
Teilnehmer einen Sonderstatus erhält.
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Ein
Ad-Hoc-Netzwerk ist eine Menge kabellosen Mobilknoten, die ein temporäres Netzwerk ohne
vorhandene Netzwerk-Infrastruktur
bilden und keine zentrale Verwaltung besitzen Dabei müssen die
beteiligten Rechner alle anfallenden Infrastrukturaufgaben übernehmen.
Anwendungsgebiete für Ad-Hoc-Netzwerke finden
sich vor allem bei Besprechungen, bei denen die Besprechungsteilnehmer Notebooks,
Pocket-Computer oder mobile Datenbankgeräte benutzen. Dabei soll die
Möglichkeit
geschaffen werden, Daten untereinander auszutauschen. Weitere Einsatzgebiete
sind Rettungseinsätze
oder ein Heimnetzwerk.
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Aus
dem Stand der Technik sind Verfahren zum Aufbau von Ad-Hoc-Netzwerken bekannt,
beispielhaft sei der Microsoft "Wireless
Zero Configuration" Dienst
genannt. Problematisch ist bei diesen Netzwerken, dass der Aufbau
einer Netzwerkzelle mit mehreren Teilnehmern sehr umständlich ist
und umfangreiche Kenntnisse über
die Rechner-Hardware und über
Netzwerktechnologien erfordert, so dass Ad-Hoc-Netzwerke in vielen
Fällen
aufgrund der Kompliziertheit des Aufbaus einer Netzwerkzelle nicht
eingesetzt werden.
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Bei
dem Aufbau einer Netzwerkzelle wird den Teilnehmern ein Zellenname
vorgegeben, wobei ein Teilnehmer, der dem Netzwerk beitreten möchte, diesen
Zellennamen angeben muss. Da es sich bei Ad-Hoc-Netzwerken um kabellose
Netzwerke handelt, besteht theoretisch die Möglichkeit, verschiedenen Netzwerken
beizutreten, auch wenn sie in anderen Räumen oder anderen Gebäuden aufgebaut sind,
ihre Reichweite sich aber bis zu dem betroffenen Benutzer erstreckt. Über den
Zellennamen wird sichergestellt, dass man nur Teilnehmer an dem Netzwerk
wird-, an dem man teilnehmen möchte.
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Nachdem
sich also die potenziellen Netzwerkteilnehmer auf einen Zellennamen
geeinigt haben, muss der Zellenaufbau von einem der Teilnehmer initiiert
werden. Dieser verwendet dazu den zuvor festgelegten Zellennamen.
Die anderen Netzwerkteilnehmer gliedern sich später in das Netzwerk ein. Problematisch
ist der Fall, wenn mehrere Teilnehmer gleichzeitig versuchen, ein
neues Ad-Hoc-Netzwerk mit dem gleichen Zellennamen einzurichten.
Zwar wird mit größter Wahrscheinlichkeit
der Fall nicht auftreten, dass zwei Teilnehmer exakt zum gleichen
Zeitpunkt einen Netzwerkaufbau anstoßen, wegen der zeitlichen Spanne
zwischen dem Anstoß eines
Zellenaufbaus und der Verfügbarkeit
der Netzwerkzelle kommt es jedoch zu dem Problem, dass zwei Teilnehmer
einer Netzwerkzelle den Sonderstatus erhalten. Dann kann es zu einer
Vermischung gesendeter Daten beider Teilnehmer mit Sonderstatus
kommen, was im Ergebnis zu unbrauchbaren Daten beim Empfänger führt.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Aufbau eines Ad-Hoc-Netzwerks
anzugeben, bei dem ein eindeutiges Erkennen und eine Lösung des
Konflikts im Falle der gleichzeitigen Erstellung gleich benannter
Ad-Hoc-Netzwerkzellen ermöglicht sind.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, das
dadurch gekennzeichnet ist, dass sichergestellt ist, dass in einer durch
ihren Zellennamen spezifizierten Netzwerkzelle nicht mehr als ein
Teilnehmer einen Sonderstatus erhält, indem beim Anstoß des Zellenaufbaus
eine teilnehmerabhängige
Kennung angegeben wird, anhand der festgestellt wird, ob mehrere
Teilnehmer einen Zellenaufbau angestoßen haben und Gegenmaßnahmen
ergriffen werden, wenn mehrere Teilnehmer einen Zellenaufbau angestoßen haben.
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Der
Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens
besteht darin, dass aufgrund der teilnehmerabhängigen Kennung immer eindeutig
feststellbar ist, ob unter einem Zellennamen verschiedene Teilnehmer
einen Netzwerkaufbau versuchen.
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Günstig ist
dabei, wenn als Gegenmaßnahme
nur einer der ermittelten Teilnehmer einen Sonderstatus erhält und anschließend die
Zelle unter dem Zellennamen, also ohne einen teilnehmerabhängigen Parameter
betrieben wird. Das Weiterbetreiben unter dem Zellennamen ohne eine
teilnehmerabhängige
Kennung macht es für
die anderen Teilnehmer einfach, der nun bestehenden Netzwerkzelle beizutreten,
da dies ohne Kenntnis der unter Umständen sehr langen teilnehmerabhängigen Kennung
erfolgen kann.
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Eine
vorteilhafte Strategie zur Konfliktlösung besteht darin, dass derjenige
Teilnehmer, der als Erster versucht hat, die Netzwerkzelle unter
dem gegebenen Zellennamen aufzubauen, den Sonderstatus erhält. Dazu
kann ein Zeitstempel vorgesehen werden, durch den die zeitliche
Reihenfolge der Versuche zum Aufbau der Netzwerkzelle bestimmbar
ist.
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Besonders
günstig
ist, wenn die teilnehmerabhängige
Kennung aus einem ersten und einem zweiten Teil besteht, wobei der
erste Teil der geplante Zellenname und der zweite Teil teilnehmerabhängig ist.
Als teilnehmerabhängige
Kennung ist eine so genannte MAC-Adresse, eine Prozessor-ID oder
eine UUID günstig.
Daneben kann in alternativen günstigen
Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens eine zufällige Zeichenfolge
oder eine durch einen Benutzer eingegebene Zeichenfolge verwendet
werden.
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Eine
weitere vorteilhafte Möglichkeit
der Konfliktlösung
besteht darin, als Gegenmaßnahme den
Zellenaufbau abzubrechen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Es
zeigt:
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1 eine
Anordnung mehrerer Geräte,
die ein kabelloses Ad-Hoc-Netzwerk bilden,
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2 ein
Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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3 eine
detailliertere Darstellung von Teilschritten innerhalb des erfindungsgemäßen Verfahrens
und
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4 eine
weitere detaillierte Darstellung von Teilschritten innerhalb des
erfindungsgemäßen Verfahrens.
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In
der 1 ist die Anordnung mehrerer Geräte dargestellt,
die zu einem kabellosen Ad-Hoc-Netzwerk zusammengeschaltet sind.
Ein Notebook-Computer 1, ein Pocket-Computer 2 und ein
Desktop-Computer 3 besitzen jeweils eine Schnittstelle 5 zum
Herstellen einer kabellosen Kommunikationsverbindung 4.
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Wie
eingangs beschrieben, muss sichergestellt werden, dass nicht mehrere
Netzwerkzellen mit dem gleichen Zellennamen betrieben werden bzw. innerhalb
einer Netzwerkzelle mit einem bestimmten Namen nicht mehrere Teilnehmer
einen Sonderstatus erhalten, der nur demjenigen zusteht, der den Aufbau
einer Netzwerkzelle angestoßen
hat.
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Der
Aufbau einer Netzwerkzelle erfolgt gemäß der Darstellung von 2.
Der Aufbau einer Netzwerkzelle wird durch einen ersten Teilnehmer
in einem Schritt 30 angestoßen. Dies erfolgt dadurch, dass
der erste Teilnehmer einen Befehl an seinen Netzwerkadapter sendet,
der eine neue Ad-Hoc Netzwerkzelle gründet. Dies wird auch als Setzen
der SSID bezeichnet.
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Durch
das Senden dieses Befehls ist die Netzwerkzelle entstanden und besitzt
zunächst
einen Teilnehmer, nämlich
den ersten Teilnehmer, der den Aufbau angestoßen hat. Potenzielle weitere
Teilnehmer fragen in einem festen Intervall alle verfügbaren Netzwerkzellen
mit Ihren Zellennamen ab die der Ihnen zugehörige Adapter in dem jeweiligen
Augenblick erfasst. Ergibt sich eine Übereinstimmung mit dem zuvor
festgelegten Zellennamen, bedeutet dies, dass mindestens ein anderer
Teilnehmer, nämlich der
mit dem Sonderstatus, schon in der Netzwerkzelle vorhanden ist.
Anschließend
hängt sich
der neue Teilnehmer der Netzwerkzelle an, indem er den Netzwerkzellennamen
seines Adapters, der schon vorher auf Ad-Hoc konfiguriert war, auf
den gewünschten Namen
setzt.
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Die
Netzwerkzelle ist darauf ausgelegt, dass es nur einen Teilnehmer
mit einem Sonderstatus gibt. Wegen des zeitlichen Verzugs zwischen
dem Anstoß des
Aufbaus einer Netzwerkzelle und deren Verfügbarkeit kann der Fall auftreten,
dass mehrere Teilnehmer sich als erste Teilnehmer begreifen und
einen Befehl zum Aufbau einer Netzwerkzelle geben. Dies ist dann
unproblematisch, wenn verschiedene Zellennamen gewählt werden.
Wenn jedoch der gleiche Zellenname gewählt wird, so wird die Netzwerkzelle instabil,
da nicht mehr klar ist, wer der Teilnehmer mit Sonderstatus ist,
von dem Daten empfangen werden sollen. Der zweite Teilnehmer mit
Sonderstatus ist auch der ersten Zellen angeschlossen, würde aber meinen,
dass er darin der einzige Teilnehmer mit Sonderstatus ist.
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In
einem Verfahrensschritt 40 wird deswegen überprüft, ob es
nur einen einzigen anstoßenden
Teilnehmer gibt oder ob mehrere Teilnehmer einen Zellenaufbau angestoßen haben.
Wenn es nur einen einzigen Teilnehmer gibt, so ist das Beitreten
weiterer Teilnehmer in einem Verfahrensschritt 60 unproblematisch.
Nachfolgend können
in einem Schritt 70 Applikationen in dem Ad-Hoc-Netzwerk
betrieben werden.
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Wenn
es mehrere anstoßende
Teilnehmer gibt, werden in einem Schritt 50 Gegenmaßnahmen ergriffen.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel
wird einer der anstoßenden
Teilnehmer bestimmt, um diesem einen Sonderstatus zu gewähren. Dies
kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass der Befehl zum Aufbau
einer Netzwerkzelle mit einem Zeitstempel versehen wird und im Schritt 50 der
Teilnehmer mit dem älteren
Zeitstempel den Sonderstatus erhält. Eine
Alternative zur Konfliktlösung
im Schritt 50 besteht darin, den Teilnehmer mit einer höheren Nummer
als denjenigen Teilnehmer auszuwählen,
der den Sonderstatus erhält.
Als weitere Alternativ könnte
in Schritt 50 auch der Aufbau der Netzwerkzelle abgebrochen
werden, so dass zur Bildung eines Ad-Hoc-Netzwerks ein neuer Anstoß erforderlich
ist.
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Eine
Schwierigkeit besteht darin, wie im Schritt 40 erkannt
werden kann, ob mehrere Teilnehmer einen Zellenaufbau angestoßen haben.
Wie oben erläutert,
ist zum Anstoß des
Zellenaufbaus die Angabe eines Zellennamens erforderlich. Dies erfolgt gemäß 3 in
einem Schritt 31. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, in einem
Schritt 32 eine teilnehmerabhängige Kennung zu bilden, was
beispielsweise durch das automatische Hinzufügen der MAC-Adresse des Netzwerk-Adapters
des jeweiligen Teilnehmers erfolgt. Statt der vollständigen MAC-Adresse, bei
der es sich weltweit um eine eindeutige Adresse handelt und die
deswegen sehr lang ist, kann auch nur ein Teil der MAC-Adresse verwendet
werden. Alternativ kann ein anderer gerätespezifischer Code verwendet
werden, beispielsweise eine Prozessor-ID oder eine UUID, wobei letzteres
für "Universally Unique
Identifier" steht.
Dieser ist 128bit lang und besteht aus einem 48-bit Manufacturing
Code, einem 16-Bit Version/Variant Code und einem 64bit Device Identifier
Code, der für
jedes Gerät
nicht veränderbar und
immer unterschiedlich ist. UUID gibt es bei derzeit vor allem Pocket-Computern.
Es kommen aber auch andere Kennungen in Frage, beispielsweise eine
zufällige
oder pseudo-zufällige
Zeichenfolge sowie eine von dem jeweiligen Teilnehmer eingegebene
Zeichenfolge.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
ist also eine Erweiterung des Befehls zum Zellenaufbau vorgesehen,
denn die zum Zellenaufbau verwendete Kennung ist teilnehmerabhängig, während der
Zellenname, unter dem die Netzwerkzelle betrieben wird, für alle Teilnehmer
des Netzwerks einheitlich ist.
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Nach
dem Senden des Befehls zum Zellenaufbau im Schritt 33 kann
im nachfolgenden Schritt 40 erkannt werden, ob gerade mehrere
Teilnehmer versuchen, ein Netzwerk unter dem gleichen Zellennamen
aufzubauen. Der Teil der teilnehmerabhängigen Kennung, der durch den
Zellennamen gebildet ist, lässt
erkennen, dass beim Aufbau der gleiche Zellenname verwendet werden
soll. Der andere Teil der teilnehmerabhängigen Kennung, der teilnehmerspezifisch
ist, lässt
erkennen, dass es sich hier um unterschiedliche Teilnehmer handelt,
die einen Zellenaufbau anstoßen.
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In
einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird beim Anstoß des Aufbaus
einer Netzwerkzelle ein zusätzlicher
Parameter angegeben, nämlich
ein getrennter teilnehmerabhängiger
Parameter. Die teilnehmerabhängige Kennung
wird dann durch den Zellennamen als ersten Parameter und den getrennten
teilnehmerabhängigen
Parameter gebildet. In einer anderen Ausgestaltung wird ein temporärer Zellenname
gebildet, indem der Zellenname und ein teilnehmerspezifischer Parameter
aneinandergehängt
werden.
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Die 4 bezieht
sich auf die Ausgestaltung, bei der der Zellenname und ein teilnehmerspezifischer
Parameter aneinandergehängt
werden. Die so gebildete teilnehmerabhängige Kennung kann unter Umständen sehr
lang sein, nämlich
wenn der teilnehmerspezifische Parameter sehr lang ist. Für das Anhängen weiterer
Teilnehmer in Schritt 60 wäre es sehr aufwändig, eine
derart lange Kennung einzugeben. Zudem muss diese Kennung den potenziellen Teilnehmern
erst mitgeteilt werden. Es ist also wesentlich komfortabler, das
Anhängen
weiterer Teilnehmer an die Netzwerkzelle unter dem Zellennamen ohne
den teilnehmerspezifischen Parameter durchzuführen. In einem Schritt 61 wird
deshalb der temporäre
Zellenname verkürzt,
so dass der eigentliche Zellenname übrig bleibt. In Schritt 62 wird
die Netzwerkzelle unter dem Zellennamen betrieben, sodass die Aufnahme
weiterer Teilnehmer in Schritt 63 unter Verwendung des
Zellennamens erfolgen kann.
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- 1
- Notebook-Computer
- 2
- Pocket-Computer
- 3
- Desktop-Computer
- 4
- Kommunikationsverbindung
- 5
- kontaktlose
Schnittstelle